[01215952]一种核壳结构银包铜纳米粉体材料的制备方法

①课题来源与背景 银是所有金属中导电性能最好的,而且还具有良好的抗氧化性和稳定的性能等,但其价格昂贵,资源短缺,只能用于特殊的场合,不能大规模的应用。而Cu粉价格较低,仅为Ag的1/20左右,其导电性与Ag相当,这些优点使铜粉成为较有潜力在导电胶上代替银填料的材料。但是Cu抗氧化能力差,长期暴露在空气中表面易形成氧化膜从而对其性能有很大影响。因此在铜粉表面镀银则可以克服单一使用这两种粉体的缺点。 核壳结构银包铜粉的制备方法很多,主要有化学法,包括化学置换法和化学还原 法。化学法虽然成本较低,但是大多数都需要先对铜粉表面进行清洗、活化、敏化等处理,且 需要多次洗涤、过滤,所制银包铜粉的表面镀层不均匀;而等离子体法虽然对设备的要求较高,但利用该法可制备出粒度分布均匀的产品,可实现工业化大批量生产。 ②技术原理及性能指标 本发明的基本原理是：采用电弧放电产生等离子体的制备技术,利用电弧放电使 阳极金属被迅速加热、熔融、蒸发形成金属蒸气;铜的熔点为1083℃、银的熔点为960.7℃, 在降温过程中,熔点较高的铜蒸气先冷凝为纳米铜颗粒,熔点较低的银蒸气易于吸附在铜 颗粒表面,当温度降至银的熔点以下时,就形成了核壳结构的银包铜纳米粉体。 ③技术的创造性与先进性 本发明克服现有技术制备核壳结构银包铜纳米粉体的不足,提供一种成本低廉、操作简单容易、重复性 好的银包铜纳米粉体的制备方法。利用可制备出粒度分布均匀的产品,可实现工业化大批量生产且对环境无污染,绿色环保。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该方法制备的核壳结构纳米银包铜粉体材料纯度高、操作简单、制备时间短,适 合大规模工业生产;液相法中常用的化学还原法和置换法制备过程中工艺流程多,后续产品需要多 次洗涤、过滤等,反应后的残余容易对环境产生污染,所制颗粒容易团聚,本发明克服了这 些缺点,并且重复性、稳定性大大优于现有技术;本发明所提供的制备方法,工艺简单,易于控制,且对环境无污染,绿色环保;本发明制备出的具有复合结构的银包铜粉不仅保持了原有金属铜核的物理和 化学性能,同时具有银包覆层优良的金属特性,既提高了铜的抗氧化性和热稳定性又能节省银的用量,因而具有广泛的应用前景。 ⑤应用情况及存在的问题 目前该方法还没有应用,可能的情况是该技术没有得到广泛的宣传。 ⑥历年获奖情况 无 ⑦成果简介要向社会公开,请不要填写商业秘密内容。 该方法是将不同比例的金属铜粉和银粉混合均匀后压制成块体,作为等离子电弧炉的阳极材料,采用钨金属或石墨作为阴极材料,引用氩气和氢气作为工作气体,在一定的电流下,阳极和阴极之间起弧,持续一段时间后进行钝化,即得具有核壳结构的银包铜纳米粉体。